Pb90Sn10焊点硅基器件与PCB板组装的温循可靠性研究

采用有限元仿真和实验两者相结合的方法,对-40～70℃使用环境下的Pb₉₀Sn₁₀焊点硅基器件与PCB板组装的组件,选择-55～85℃温度循环条件进行可靠性分析和研究。Anand模型仿真分析焊点在温循下应力应变行为,提取模型焊点在最后一个温度循环结束时的等效塑性应变分布并进行分析,确定最易发生热疲劳失效的关键焊点和关键位置。基于Coffin-Manson方程对热循环条件下焊点的服役寿命和失效模式进行预测。仿真结果表明焊点失效机理为热疲劳失效,失效模式为焊点开裂,失效循环周期为3 984 cycles。实验表明：温度循环500次,未出现焊点裂纹、空洞等缺陷;温度循环2 000次后焊点形貌由球形变为椭球形,焊点未出现明显缺陷。     

A fiber Bragg grating current sensor with temperature compensation

A novel fiber Bragg grating （FBG） current sensor with temperature compensation has been proposed. The fiber Bragg grating is glued on the surface of an isosceles triangle cantilever beam, which has a step thickness along the beam axis. Due to the electromagnetic force created by a solenoid and a permanent magnet mounted on the top of the beam, a step strain is applied on the fiber Bragg grating. The change of the electric current in the solenoid makes the spectrum of the fiber Bragg grating split. By monitoring the shift difference of the two split center wavelengths, which is related to the electric current in the solenoid, a current sensor with temperature compensation is obtained. The test range of 0-400 mA is achieved. The experimental results also show that the relationship between the shift difference of the two split center wavelengths of the FBG and the electric current has a linearity of 0.9937, and the sensitivity is about 2.64 nm/A; the test results are independent of the temoerature, so the cross sensitive problem is solved.     

共晶锡铅焊料与薄金焊点可靠性研究

通过对共晶锡铅焊料和PCB UBM层电镀薄金焊盘反应后的界面微观组织观察和焊点断口力学性能分析,系统研究了PCB焊盘薄金对焊点焊接性能的影响。结合Au-Sn合金二元相图理论和Au在Sn中溶解速率,研究结果显示在一定应用场合,利用薄金焊盘可避免搪锡去金工艺,可有效地提高生产效率且无可靠性风险。     

硅铝合金在微波模块电路封装中的应用

硅铝合金以其重量轻、高热导率以及可调节热膨胀系数(CTE)的优越综合性能,在电子产品特别是微波组件中得到越来越广泛的应用.利用ANSYS软件系统地对Si50Al合金和硬铝合金进行热和结构静力分析,结果表明Si50Al合金具有更好的力学性能.通过对Si50Al合金进行热膨胀系数测试和焊接应力分析显示,Si50Al合金与Al203基陶瓷基板有较好的热匹配.机械加工、表面镀覆、元器件装联和密封实验表明,Si50Al合金完全可以替代硬铝合金、铜等作为微波组件的封装壳体和芯片载体材料,其与陶瓷基板和GaAs等半导体芯片衬底材料热膨胀匹配性好,并可成功地应用于高可靠微波模块电路的封装.     

混合流体Rayleigh-Bénard对流的线性稳定性分析

采用扰动方法对混合流体的Rayleigh-Bénard对流进行了线性稳定性研究。基于模态分析,从流体力学扰动方程组出发,推导出了特征方程。在自由和固壁两类边界条件下,求解了特征方程,得到了对流发生的临界瑞利数,临界波数及临界频率;分析了临界瑞利数及临界频率对分离比及普朗特数的依赖关系。结果表明临界瑞利数及临界频率对分离比及普朗特数有较强的依赖关系。     

太阳电池IV曲线中一种新光电流泄露机制研究

本论文详细分析了光伏器件中的光电流泄露机制,并在传统单二极管模型基础上,提出了一种新的分析模型以解释太阳电池研究过程中的一些异常IV曲线。新模型中主要考虑了一种位置相关的光电流泄露路径。两个具有明显电流扩展效应的GaInP太阳电池被用来研究光电流的泄露机制。这种新发展的分析模型可以很好的用来解释电池在非均匀辐照下的IV曲线,并提取了有效扩展电阻等重要电池参数。最后文中也强调了实际分析过程中的单二极管模型失效条件。论文中所使用的分析方法也适用于分析均匀光照下的IV曲线的侧向电压分布分析。     

高压LDMOS晶体管宏模型及栅电荷建模方法

针对标准MOSFET的BSIM4模型在高压LDMOS建模及已有LDMOS紧凑模型的不足,提出一种LDMOS宏模型。在本研究中,借助Spectre软件分别对宏模型与BSIM4器件模型进行仿真,并对2种LDMOS器件模型下的CV结果进行对比,验证了宏模型对LDMOS器件模拟的准确性。最后,提出利用栅电荷曲线来进一步修正模型参数的新方法,并通过仿真获得更精确的LDMOS器件模型。该宏模型及栅电荷建模方法对于高压功率集成电路设计及仿真有重要意义。     

无氧铜镀层对激光封焊裂纹的影响

采用300 W的Nd:YAG激光器系统分析了微波组件无氧铜壳体表面镀层对壳体激光封焊裂纹的影响.首先采用五因素四水平正交试验法并通过设置多脉冲波形优化焊接工艺参数，从而可获得成形美观、组织均匀的焊缝.分析发现，无氧铜表面镀层工艺的差异对焊缝质量有重要影响.化学镀镍时以单质形式存在的P元素极易汽化且可形成多种低熔点的化合物，焊接时焊缝会有裂纹产生；电镀镍时不含P元素，焊缝则没有裂纹出现.气密性检测显示，采用此参数激光封焊无氧铜微波组件的气密性小于5×10-9 （Pa·m3/s），产品一次合格率在95%以上.